Os 400 anos do uso do telescópio -...
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Os 400 anos do usodo telescópio
Marcio A.G. Maia
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Astrologia X Astronomia
Qual a diferença entre elas ?Física e Matemática, muuuiiiiita Física e
Matemática !!!!
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O começo de tudo ...
Perspicillumde Galileu
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O que é um telescópio ?
O neologismo latino perspicillum (formado peloprefixo intensivo per– e do radical –spic–, variantede –spec–, "olhar, ver", mais o sufixo diminutivo –illum), significa "pequeno telescópio".
Foi substituído mais tarde pelo termo telescopium, neologismo científico que teve aceitação universal, formado dos elementos gregos tele– "à distância", e –scop– "olhar, ver".
(Adriano da Gama Cury)
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O que é um telescópio ?
É um "balde" para coletar chuva de fótons (luz).
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Galileo Galilei (cerca de 1610)
Utilizando uma luneta, por ele (re)inventada, confirma que a Via Láctea é formada por estrelas. Além disso, vê satélites de Júpiter o que reforça a teoria heliocêntrica.
“A Via Lactea não é nada mais do que uma massa de inumeráveis estrelas plantadas juntas em aglomerações. Para qualquer parte que você dirija o telescópio, imediatamente uma vasta multidão de estrelas apresenta-se a vista.”
Galileo (1610)
Eppur si muove !
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Em 5 de agosto de 1609, Thomas Harriot, astrônomo e matemático inglês, realizou a primeira
observação celeste com telescópio, que temosnotícia. Harriot observou a Lua com um aumento de
seis vezes.
Polêmica !
www.astronomia2009.org.br
X
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Compilou o Catalogue des nébuleuses et desamas d'étoiles que l'on découvre parmi lesétoiles fixes, sur l'horizon de Paris. Nele estão as primeiras referências a aglomerados de galáxias. Messier listou 103 nebulæ, 30 das quais são galáxias.
Charles Messier (1784)
M101M1
Nebulosa do Caranguejo Galáxia do Cata-vento
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Descobertas com o telescópio construído por ele mesmo, fizeram com que o rei da Inglaterra financiasse a construção do maior telescópio da época, com 1.47m de abertura.
Em 1785 ele publicou On the Construction of theHeavens, no qual sugeriu que “o sistema sideral que habitamos” é uma nebulosa comum em aparência a muitas outras, as quais por sua vez, devem ser externas à nossa.
Wilhelm Herschel (1785)
Descrição de Herschel para a Via Láctea
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William Parsons (Lorde Rosse) 1845
Constrói um telescópio de 1.80m de diâmetro e descobre que algumas nebulosas possuíam formato espiralado.
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Desenhos de Parsons mostrando que algumas “nebulosas” apresentam uma estrutura espiral.
M51
M101
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Edwin Hubble (1923-1929)
Determina a distância de uma “nebulosa” na constelação de Andrômeda, usando, para isso, uma estrela cefeida (1923). Demonstrou que algumas delas são de natureza extragaláctica.
Observando mais galáxias, e adicionando os dados de Slipher, Hubble concluiu que: as galáxias se afastam mais rapidamente quanto mais longe estão (1929).
H0 ~ 70 km/s/Mpc
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Clyde Tombaugh (1930)
Descobre Plutão, recentemente reclassificado como "planeta anão".
Comparação Terra-Lua e Plutão-Caronte
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Algumas das descobertas feitas com o auxílio de telescópios
Sistema Solar (órbitas, novos planetas)
Caracterização da Via Láctea (gás, poeira, estrelas)
Expansão do universo (galáxias em recessão)
A matéria escura
Universo em expansão acelerada (energia escura)
Planetas extra-solares
Estrelamotos
Explosões estelares
E muito mais ...
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O espectro eletromagnético
Curva de resposta do olho humano Decomposição da luz branca em cores
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Resolução de um telescópio
Resolução ≈ 1,22 λ / D
Figura de difração de duas fontes pontuais colocadas muito próximas.
Imagens de Andrômeda com diferentes resoluções.
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Uso de cores falsas em imagens astronômicas
R G B
R+G+B
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Mas nem só de luz vive o astrônomo ...
Ondas gravitacionais
Neutrinos
Partículas
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E nem só indo à montanha ...
Telescópios no espaço
Telescópios em solo
Detectores subterrâneos
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Radioastronomia
Primeiro radiotelescópio - Karl Jansky
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Radiogaláxia Fornax A
A parte laranja representa a emissão em rádio produzida pelo encontro do jato do AGN com gás situado na região
externa da galáxia.
600.000 anos luz
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Imagem da Lua feita com RADAR usando telescópios de Arecibo (emissão) e de Green Bank (recepção).
As partes mais claras indicam rochas na superfície e as escuras fluxos de lava.
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Detecção de moléculas do meio interestelar
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PulsaresEm 2003 radioastrônomos detectaram o primeiro pulsar
binário com o telescópio de Parkes (Austrália).
Radiotelescópio de 64m de ParkesA imagem é uma concepção de como seria este sistema.
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Interferometria de grande linha de base - VLBI
Com esta técnica são feitas observações simultâneas de um mesmo astro, por antenas separadas por uma distância muito grande. Elas podem estar localizadas
até em continentes diferentes.
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VLBI Espacial
Um radiotelescópio "maior" que a TerraA parte em azul representa o tamanho que teria um radiotelescópio de prato simples equivalente ao conjunto dos mostrados no desenho.
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Infravermelho
Satélite Spitzer
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Nebulosa de Orionimageada no infravermelho
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Nebulosa Chapéu de Bruxa
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Algumas questões a serem respondidas com ajuda de observações no IV
Discos em estrelas Formação de estrelas induzida por onda de choque de supernovas
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Visível
Nebulosa de Orionno visível
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Informações importantes nem sempre resultam de belas imagens
Imagem do telescópio SUBARU, mostrando a galáxia mais distante confirmada espectroscopicamente
até o momento. Ela possui z=6.964 e está a distância de
12.88 bilhões de anos luz.
Detecção de Lyman alfa (1216 Å)
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Very Large Telescope – Cerro Paranal - Chile
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Driblando a turbulência atmosférica ...
Uso de raio laser para simular a imagem de
uma estrela que servirá para corrigir distorções
do caminho óptico.
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Ultravioleta
Satélite GALEX (observações no UV)
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M101 em 3 coresAzul – UV observado com satélite GALEX.Verde e Laranja – Visível observado pelo DSS.
O UV está concentrado nos braços espirais devido a presença de estrelas jovens (10 milhões de anos). O Verde mostra luz de estrelas com mais de 100 milhões de anos. O Alaranjado mostra estrelas velhas, com mais de 1 bilhão de anos.
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Exemplo de ciência feita com uso do UV
Descobriu-se que buracos negros supermassivos
suprimem a formação estelar
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Imagem no UV pelo satélite SOHO de uma fulguração solar
Esta foi uma das maiores
fulgurações já observadas. Ocorreu em
novembro de 2003.
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Raio-X
Satélite CHANDRA (observações em raio-X)
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Galáxia Centaurus A
Combinação de imagens no UV distante, UV próximo, e Raio-x.
Centaurus A no visível
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GRO J1655-40: Buraco Negro + estrela companheira
Concepção artística de um sistema binário onde um dos objetos é um buraco negro. O espectro em raio-x ajuda a entender o processo de captura de matéria pelo buraco negro efetuado por meio do disco de acresção que contem gás a milhares de graus. Cerca de 30% deste gás é expelido para fora do sistema.
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Aglomerado de galáxias 1E 0657-56 ( Bullet )
Colisão entre dois aglomerados de galáxias. O gás emissor em raio-xé mostrado em vermelho e a matéria escura em azul. Esta imagem é considerada uma prova da existência da matéria escura.
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Animação sobre a colisão de dois aglomerados de galáxias
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Raios Gama
Satélite INTEGRAL para observação de raios gama
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Eventos de raios gama são extremamente energéticos.
Isto requer fenômenos astrofísicos catastróficos para possibilitar a geração das grandes quantidades de energia observadas.
Alguns dos fenômenos que geram raios gama são fusões de estrelas de nêutrons e as hipernovas.
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Gamma Ray Burst (surto de raios gama) de uma Hipernova
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Resumindo ...
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Raios Cósmicos
São partículas como elétrons, prótons (~90%), núcleos de hélio (9%), e outros núcleos mais pesados que atingem a Terra provenientes do espaço, viajando com velocidades próximas a da luz.
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Raios Cósmicos
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Raios cósmicos x AstronautasExposição aos raios cósmicos no espaço, pode
produzir câncer, danos cerebrais e catarata.
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Neutrinos
Neutrinos são partículas elementares, possuem massa quase nula e são eletricamente neutras. Não interagem através das forças eletromagnética e forte, mas sim através da gravitacional e da força fraca.
Devido a baixa seção de choque da força fraca, os neutrinos passam facilmente através da matéria.
Para barrar metade dos neutrinos produzidos no Sol, seria necessário uma barreira de chumbo de ~1 ano-luz (1016m) de comprimento.
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Neutrinos são produzidos em:
Reações nucleares nos centros das estrelas;
Explosões de supernovas;
Colisões de estrelas de nêutrons;
Decaimento radioativo.
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Detectores "indiretos" de neutrinos
Detector Super-Kamiokande, localizado a 1 km de profundidade, contem 50 toneladas de água. Em suas paredes internas estão fixados 11.146 tubos fotomultiplicadores para detectar luz, provenientes dos sub-produtos da interação dos neutrinos com a água e rocha nas vizinhanças.
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Ondas GravitacionaisOndas gravitacionais são perturbações na estrutura do espaço-tempo produzidos por massas em aceleração, resultante de eventos violentos no universo.
Concepção artística de uma onda gravitacional
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Ondas gravitacionais são produzidas:
Explosões de supernovas;
Colisões de estrelas de nêutrons ou BN
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Colisão de Buracos Negros
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LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)
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O que vem por aí ...
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Para o futuroAtacama Large Millimeter Array - ALMA
50 antenas de 12 metros de diâmetro. Previsão: 2013
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Laser Interferometer Space Antenna (LISA)
Para o futuro
Conjunto de satélites para detectar ondas
gravitacionais
Lançamento em 2015
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Para o futuro OverWhelmingly Large - OWL
Diâmetro: 100metrosCusto: 1,2 bilhões €
Sem previsão
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Para o futuro European Extremely Large Telescope
Previsão 2017
Diâmetro: 42 metrosCusto: ~1 bilhão €
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The Large Hadron Collider - LHCÉ um acelerador de partículas com 27 km de circunferência, que está enterrado a ~100m de profundidade na fronteira Suíça-França. Feixes de partículas movem-se dentro do LHC em túneis de vácuo guiados por potentes magnetos supercondutores.
Produzirá choques entre prótons e íons pesados, gerando as menores partículas de matéria.
Será possível recriar as condições dos primeiros milionésimos desegundo da criação do Universo.
Túnel Um dos magnetos
Para o futuro
Previsão 2009
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Ice Cube (detector de neutrinos)Para o futuro
Detector localizado no Pólo Sul
Iniciou operação 2008
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Para o futuro James Webb Space Telescope
Diâmetro: 6 metrosPrevisão: 2014
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Inventário da matéria visível do universo
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Inventário da matéria e energia do universo
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Uma brevíssima história do Universo- O Universo começou há ~14 bilhões de anos, quente, denso e bastante uniforme;
- As estruturas evoluíram de flutuações quânticas do vácuo;
- Estrelas, planetas, galáxias, aglomerados de galáxias, formaram-se de material primordial colapsando por efeito da gravidade, nos halos de matéria escura;
- Aglomerados formam-se pela queda de “bolsões” de matéria ao longo de filamentos;
- As galáxias formaram primeiramente suas estrelas, depois terminaram de se formar, e mais recentemente estão construindo os aglomerados e superaglomerados;
- A composição do Universo é de 5% matéria normal, 25% de matéria escura e 75% de alguma forma de energia que produz a sua expansão acelerada;
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O que estamos fazendo para entender a energia escura ?
http://www.des-brazil.org/
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Um passeio pelo Universo
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ReferênciasNovas janelas para o Universo – Maria C.B. Abdalla & Thyrso Villela Neto. Editora UNESP, 2005.À luz das estrelas – Lilia I. Arany-Prado. DPA editora, 2006.Nossa estrela: o Sol – Adriana V.R. Silva. Editora Livraria da Física, 2006.As origens do Universo – Malcolm Longair. Jorge Zahar Editor, 1994.Introdução à Astronomia e Astrofísica – Kepler de Souza Oliveira & Maria de Fátima O. Saraiva. Editora da UFRGS, 1999.
Endereços na internethttp://astro.if.ufrgs.br (Livro do Kepler de Souza)http://www.on.br/revista/index.html (Revista Café Orbital do Observatório Nacional)http://www.universetoday.com/ (Notícias diárias sobre o Universo (em inglês))http://staff.on.br/maia (Esta palestra e mais algumas outras)http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer/index.shtml (Spitzer Space Telescope)http://chandra.harvard.edu/ (CHANDRA Observatory)http://www.galex.caltech.edu/ (Galaxy Evolution Explorer)http://www.jwst.nasa.gov/ (The James Webb Space Telescope)http://lhc.web.cern.ch/lhc/ (The Large Hadron Collider)http://www.eso.org/projects/owl/index.html (OverWhelmingly Large Telescope)http://www.eso.info/projects/alma/ (ALMA Radiotelescope)http://www.auger.org/ (Pierre Auger Cosmic Ray Observatory)http://www.ligo.caltech.edu/ (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory )http://lisa.jpl.nasa.gov/index.html (LISA Observatory)http://www.esa.int/SPECIALS/Integral/ (INTEGRAL Gamma ray observatory)http://icecube.wisc.edu/ (Detector Ice Cube)
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